以色列农业水资源高效利用之路

以色列农业水资源高效利用之路

及对我国农业水资源利用的启示

资源与环境学院资管09-1班侯珂

摘要：以色列土地贫瘠，全国近2／3的土地是沙漠，且水资源极其贫乏，以色列人均水资源约为290立方米，仅为世界平均占有量的1/33，属于严重缺水国。但以色列面对恶劣的自然环境，却实现了农业的高速、高效和可持续发展，创造了举世闻名的“农业奇迹”。以色列的许多理念、方案和技术值得我国学习和借鉴，为我国农业水资源的合理高效利用提供了参考的依据。为此，从高科技装备、节水滴灌技术、生态农业等方面探究了以色列农业的成功经验。通过对以色列农业水资源利用的考察，提出了适合中国国情的农业水资源利用之路。

关键词：以色列；滴灌；水资源；启示

1 以色列农业水资源高效利用

1.1严格控制和管理水资源

以色列建国后，先后颁布了《水法》、《水井控制法》、《量水法》、《溪流法》等一系列法律，明确规定水资源是国民共有的财产，由国家统一控制，个人没有所有权。任何部门和个人要开发水资源，必须向水管部门申领许可证，并严格按其规定进行开发，否则水管部门有权收回许可证。农户用水也须向水管部门申领许可证，水管部门根据使用的种类和规模核定用水配额，并跟据不同的用水量实行不同的水价。用水量越大，水价越高，用水量超过配额的要受到严厉的经济处罚。

1.2兴建国家输水工程

为促进中部地区的经济发展，解决南部地区农业用水和居民生活用水问题以色列政府在1953～1964年共斥资1.47亿美元，修建了130公里长的输水主管道、5000公里长的输水分管道和400个扬水站，形成了几乎覆盖全国的加压式管道供水网。现在，这一供水网年输水13.5亿m3，占以色列全年用水量的60%以上。

1．3 不断增建集水设施

以色列政府和国民不断建设集水设施，最大限度地收集和贮存雨季天然降水资源，用于农业生产。由于淡水资源十分珍贵，以色列尽一切可能收集雨水、地面径流和局部淡水，因地制宜地修建各类集雨蓄水设施以供直接利用，或者注入当地水库或地下含水层。从北部戈兰高地到南部内盖夫沙漠，全以色列分布着百万个地方集水设施，每年收集约1亿～2亿m3水。

1.4普及节水灌溉技术。提高灌溉水的利用效率

灌溉用水从水源到田间，到被作物吸收、形成产量，主要包括水资源调配、输配水、田间灌水和作物吸收4个环节。在各环节采取相应的节水措施，组成一个完整的节水灌溉技术体系，包括水资源优化调配技术、节水灌溉工程技术、农艺及生物节水技术和节水管理技术。同时，占以色列耕地面积50％的旱地几乎生产了全部的谷物，普遍采用以深、松耕和秸秆覆盖为主的节水旱作技术。以色列农业灌溉主要采用压力滴灌技术。滴灌比漫灌节水1/3～1/2，使单位面积土地增产1～5倍．使水肥利用率高达90%．有效地防止土壤盐碱化和土壤板结。使用滴灌以后，以色列农业用水总量30年来一直稳定在13亿立方米，而农业产出却翻了五番。滴灌从根本上改变了传统耕作方式．使每寸土地都渗透着高科技。以色列每开发一片土地，农业专家和农民总要先架设滴灌和喷灌设备。实施改土技术，循序渐进地扩大各种耐旱作物在沙化土地上的覆盖面。

1.5充分利用城市废水和其他水源

以色列建在工业废水和城市居民生活污水处理和利用方面具备国际一流水平。以色列对全工业和城市所排放的废水进行排污处理，使其成为“循环水”并用于农业灌溉，称为“污水农作”。这不仅节约了水资源，同时也对生态环境有利。每年以色列大约将2．5亿m3处理过的废水用于农业灌溉，计划到2010年，全国1/3的农业灌溉将使用“循环水”。1972年以色列政府制定了“国家污水再利用工程”计划，规定城市的污水至少应回收利用一次。目前，以色列100％的生活污水和72％的城市污水得到了回用，而污水处理后的出水46％直接回用于灌溉，其余33.3％回灌于地下，约2O％排入河道。利用处理过的污水进行灌溉，不但可以增加灌溉水源，而且能够起到防止污染、保护水源的作用，并使许多因灌溉农田而干涸的河流恢复生机。

1.6 技术创新，高效利用水资源

以色列农业科研始终围绕节水开发高产作物进行。此外，还开发了地下盐碱水、城市废水灌溉技术。全国普遍使用两档厕所水箱、节水龙头、绿化滴灌专用水管等水技术。以色列研制的防堵塑料管、接头、过滤器、控制器等都是高科技的结晶。

2 以色列给我国的启示

中国的西北地区属干旱、半干旱地区．降雨少．季节分布不均，年平均水资源量仅占全国总量的5.84%。目前西北地区耕地总面积0．237亿hm2，其中有效灌溉面积0．07亿hm2,灌溉面积约占耕地面积的29.5%，农业用水中的浪费现象相当严重。农田灌溉水的利用率平均仅为45％左右：农田对自然降水的利用率仅达到56％农业用水的效率不高．农田水分的利用效率为0．60～0．75kg/m3。农业灌溉水利用系数平均为0.43，农田平均灌溉定额每公顷为44.73m3，比全国平均水平高14.27m3。对这些灌区进行以节水为中心的技术改造，是解决西北农业用水资源短缺问题的重要措施。

2.1大力应用人工降雨技术

根据对中国内地水循环的大气运动过程的研究。年平均进入中国西北上空的水汽量约有45 000亿m3，其中95%输出区外。而在区内年蒸发水量中，平均只有7%重新降水返回地面。因此可以通过人工降雨增加西北地区的水资源量。

2．2采取工程节水措施

从长江上游的大渡河、雅砻江、金沙江的源头河段向黄河上游调水，补充西北地区的水量，引黄灌区要重点建设渠道防渗、管道输水和田问节水工程，推广水稻浅湿灌。黄土高原区要以雨养农大力推广陡坡退耕还林、缓坡修筑梯田、沟道打坝，以及在村边、坡头建设池塘、水窖等蓄水保土设施，并与农林水保技术相结合，提高降水的利用率。内河流域区(包括新疆、青海、内蒙古)发展节水灌溉要与保护生态相结合，大力推广喷灌、滴灌、渗灌、微喷灌及结合覆盖技术的膜上灌、膜下灌等灌溉技术。

2.3推进农业节水技术

此技术以蓄水保墒的耕作技术为主体，主要有适雨种植、作物合理布局、提高作物抗旱能力的栽培技术、沙砾、秸秆和地膜覆盖技术、限额灌溉和抗旱作物品种选育等措施。秸秆覆盖简单、实用、易操作，利于农民掌握。抗旱作物品种的选育节水潜力巨大，要充分利用各种抗旱作物品种的特性，寻找荒漠植物的抗旱基因，加快育种进程。

2.4注重节水管理技术的应用

其主要包括组织管理、工程管理、经济管理和用水管理。要制定节水法规，完善节水技术推广服务体系，落实节水管理责任制，提高人们的节水意识。

3 中国节水技术发展现状。

中国水资源空问分布很不均匀，北方水资源贫乏。南方水资源相对丰富，南北相差悬殊。据统计，1997年中国水资源开发利用率平均为19.9%，而黄河流域超过5O%。海河流域接近80%．已经超过4O％的水危机标准。王西琴等在2008年以中国七大河流为例．估算了在当前水资源消耗水平下地表水资源允许开发利用率的阈值。结果表明：松花江、辽河、海河、黄河、淮河、长江、珠江的阈值分别是34%、38%、45%、36%、38%、31%、32%。与现状水资源开发利用率比较的结果是：松花江、长江、珠江3条河流的水资源开发利用率在其阈值范围之内．辽河、海河、黄河、淮河4条河流的开发利用率均超过了最大允许开发利用率。并且从二元水循环角度分析地表水资源开发利用率的影响因素．说明地表水资源开发利用率与河道生态需水、回归水及其污染物浓度之间有着密切的关系。因此，中国部分地区已经进入严重的水危机状态．水的问题到了不得不引起人们高度重视的地步。中国的农田水利工程多数修建于20世纪五六十年代．设施老化、功能衰退。据水利部统计．中国现有的18．3亿亩(1亩=l／15hm2)耕地中，尚有9．59亿亩是没有灌溉条件的“望天田”，已建成的8．67亿亩灌溉耕地，灌溉水利用率也只有46%。这些说明，人为污染、水资源的不合理利用以及运行管理的缺失共同加剧了水资源的短缺。纵观中国目前节水农业发展现状，制约中国农业高效用水的因素主要有：节水虽得到高度重视，但行业之间协调不力．缺乏整体思路；节水虽有一定科学积累．但未形成整体优势，甚至有些方面科研滞后于生产，亟待提升：管理水平落后，缺乏用水标准；政策法规不健全，投资体系不完善，节水实施不力。[1，2，3]

4 中国未来现代水资源利用技术发展方向

根据中国农业水资源利用发展现状及其需求，建议未来中国现代农业水资源利用技术的研究与开发主要集中在以下五个方面：

4.1现代生物技术

以主要农作物和林草为重点，进行种质资源的田间或室内抗旱性的鉴定、评价，筛选抗旱节水优异资源，建立农作物抗旱节水特性鉴定评价指标体系与方法：应用分子标记辅助选择、转基因、基因聚合技术，建立简便、有效的抗旱节水和水分高效利用型种质改良与育种技术，创制抗旱节水型或水分高效利用型的优异育种新材料，选育抗旱节水新品种；筛选具有控制蒸腾功能的外源物质，研究作物对外源物质的生理生态响应、外源物质与养分间的复配技术；综合应用化学合成与螫合技术，研究植物蒸腾抑制剂研制适用于旱作和非充分灌溉条件下具有抗旱节水、防病杀虫、高效环保等多种功能的种衣剂：研究不同区域主要农作物的水分生产函数与有限水量条件下的非充分灌溉模式：主要农作物凋亏灌溉指标体系与灌溉模式。

4.2非常规水高效安全利用技术

重点研发适合旱区应用的新型、高效工程和生物雨水集蓄形式，新型低成本、高效、绿色环保型的集雨材料。研究新型集雨设施结构形式和现场成型技术，提出雨水集蓄与高效利用工程系统设计软件。建立区域雨水资源高效利用技术体系和最优开发模式及智能决策系统软件。

4.3节水灌溉技术与装备构建

喷微灌产品数字化设计及快速成型平台，开发喷微灌系统设计软件，研制节能异形喷嘴喷头、轻小型移动式喷灌机组、适用于低压管道输水灌溉系统的新型喷灌机组：研制微压超薄壁滴灌带，抗堵、耐用、价廉的微灌灌水器、自动反冲洗过滤器、精量注肥器、压力调节器、精量控制阀及微灌自动控制系统：利用纳米技术改进防渗材料性能，开发新型复合土工膜料和填缝材料；研制用于管道输水的高分子复合材料大口径管材、管件及配套设备，开发标准化与系列化的新型金属管材及管件，加筋高密度聚乙烯PE喷灌移动支管及管件。

4.4旱作高效用水技术与新材料

建立主要农产品水分需求与水资源保障之问的关系模型和基础数据库，提比主要区域节水稳产型作物种植结构。建立与水资源相协调的适雨种植参数，提出适合区域特点的节水高效间作套种与轮作种植模式，农田蓄水保墒的少免耕技术，区域节水型农作制度优化设计软件：研究多功能行走式抗旱播种机具的结构及主要部件性能参数，研究基于机械仿生学原理的蓄水保墒耕作机具及配套设备，研究适合旱区小水源条件下应用的微型提水机具及局部灌溉系统。

4.5区域高效节水农业综合技术

研究区域作物水分信号监测技术与诊断指标体系，土墒情快速测定与预报技术。以土壤墒情预报、作物水分动态监测与作物生长信息结合为基础，运用人工神经网络技术和数据通讯技术，研究具有监测、传输、诊断、决策功能的作物精量控制智能化灌溉系统，研究基于网络技术与3S技术相结合的灌区动态管理信息采集、传输和分析技术，灌溉系统计算机识别技术，渠系配水模拟仿真和水量流量实时调控技术。[4-14]

5 农业水资源高效利用任重道远

以色列人善于从新的提高水资源利用和保护的技术中取得效益，在获得社会和环境效益的同时又得到经济效益，从而提高了整个社会在节水、提高水利用效率的自觉性和积极性。

正是长期与缺水抗争使以色列积累了大量高效利用和保护水资源的技术和经验。作为一个大国，我国在具体情况上与以色列虽不尽相同，但是提高水资源的利用效率、加大水资源的保护力度同样是实现我国经济可持续发展的重要前提条件，以色列的许多理念、方案和技术值得我国学习。[16，17]

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